📄 11. Sınıf Kimya: Sıvı Çözeltilerde Çözünürlük Çalışma Kağıdı

💡 Çözüm Adımları:

20°C'de 100 g su, 40 g X çözebiliyorsa,
300 g su, \(3 \times 40 = 120\) g X çözebilir.

Başlangıçta 20°C'de 300 g su ile hazırlanan doymuş çözeltide 120 g X katısı vardır.

Çözelti 50°C'ye ısıtıldığında:
50°C'de 100 g su, 60 g X çözebiliyorsa,
300 g su, \(3 \times 60 = 180\) g X çözebilir.

Çözeltinin 50°C'de doymuş olabilmesi için 180 g X katısı içermesi gerekir. Ancak çözeltide şu anda 120 g X katısı bulunmaktadır.

Eklenmesi gereken X katısı miktarı = \(180 \text{ g} - 120 \text{ g} = 60\) g.

Demek ki, çözeltinin tekrar doymuş hale gelebilmesi için 60 gram daha X katısı çözünmesi gerekir.

💡 Çözüm Adımları:

Bir gazın bir sıvıdaki çözünürlüğünü etkileyen başlıca faktörler:
1. **Sıcaklık:** Gazların sıvıdaki çözünürlüğü sıcaklık arttıkça azalır. Çünkü gaz molekülleri yüksek sıcaklıkta daha fazla kinetik enerjiye sahip olur ve çözeltiden ayrılarak gaz fazına geçme eğilimi gösterirler.
2. **Basınç:** Gazların sıvıdaki çözünürlüğü, gazın kısmi basıncıyla doğru orantılıdır (Henry Yasası). Basınç arttıkça, gaz molekülleri sıvı yüzeyine daha fazla çarpar ve sıvıya geçme olasılıkları artar, dolayısıyla çözünürlükleri artar.

Günlük hayattan örnekler:
1. **Gazlı İçecekler (Kola, Soda vb.):** Gazlı içecekler yüksek basınç altında karbondioksit \(\text{(CO}_2\text{)}\) gazı ile doldurulur. Şişenin kapağı açıldığında basınç düşer ve \(\text{CO}_2\text{)}\) gazının çözünürlüğü azalır, bu da gazın kabarcıklar halinde açığa çıkmasına neden olur. Ayrıca, gazlı içecekler soğuk servis edildiğinde \(\text{CO}_2\text{)}\) çözünürlüğü daha yüksek olduğu için gazı daha uzun süre muhafaza ederler.
2. **Göl ve Nehirlerdeki Canlı Yaşamı:** Su sıcaklığı arttığında, sudaki oksijen gazının \(\text{(O}_2\text{)}\) çözünürlüğü azalır. Bu durum, özellikle yaz aylarında veya sanayi atıklarıyla ısınan sularda, balık ve diğer su canlıları için oksijen yetersizliğine neden olabilir. Bu da balık ölümlerine yol açabilen önemli bir çevresel sorundur.

💡 Çözüm Adımları:

**Benzer Benzeri Çözer İlkesi:** Bu ilke, çözücü ve çözünen maddelerin moleküler yapıları (polarite) arasındaki benzerlik arttıkça, çözünme eğiliminin de arttığını ifade eder. Yani polar maddeler polar çözücülerde, apolar maddeler ise apolar çözücülerde daha iyi çözünürler. Çözünme sürecinde, çözücü-çözücü ve çözünen-çözünen çekim kuvvetlerinin üstesinden gelinerek çözücü-çözünen çekim kuvvetleri oluşur. Eğer bu yeni çekim kuvvetleri yeterince güçlüyse, çözünme gerçekleşir.

**İlkeye Uygun Örnekler:**
1. **Su \(\text{(H}_2\text{O)}\) ve Etanol \(\text{(C}_2\text{H}_5\text{OH)}\):** Su, polar bir moleküldür ve hidrojen bağları oluşturabilir. Etanol de polar bir moleküldür ve hidrojen bağları oluşturabilir. Her ikisi de polar olduğu ve benzer moleküller arası çekim kuvvetlerine (hidrojen bağları) sahip olduğu için birbiri içinde çok iyi çözünürler. Etanol, su ile her oranda karışır.
2. **Hekzan \(\text{(C}_6\text{H}_{14}\text{)}\) ve İyot \(\text{(I}_2\text{)}\):** Hekzan, apolar bir hidrokarbon çözücüdür. İyot \(\text{(I}_2\text{)}\) molekülü de apolar yapıdadır. Her ikisi de apolar olduğu için aralarında London (indüklenmiş dipol-indüklenmiş dipol) kuvvetleri etkileşimi güçlüdür ve iyot, hekzan içinde iyi çözünür.

**İlkeye Uymayan Örnek:**
1. **Su \(\text{(H}_2\text{O)}\) ve Karbon Tetraklorür \(\text{(CCl}_4\text{)}\):** Su polar bir molekülken, karbon tetraklorür apolar bir moleküldür (molekül içinde polar bağlar olsa da simetrik yapısı nedeniyle net dipol momenti sıfırdır). Polar su molekülleri arasındaki güçlü hidrojen bağları ve apolar \(\text{CCl}_4\text{)}\) molekülleri arasındaki zayıf London kuvvetleri, birbirleri ile etkileşime girmekte zorlanır. Su molekülleri kendi aralarındaki çekimi kırmayı tercih ederken, \(\text{CCl}_4\text{)}\) molekülleri de kendi aralarında kalmayı tercih eder. Bu nedenle su ve karbon tetraklorür birbiri içinde çözünmezler, ayrı fazlar oluştururlar.